悬臂式掘进机截割头截齿的优化与改进

薛献超

（阳煤集团华越机械有限公司， 山西 阳泉 045000）

引言

随着近年来综合机械化开采的不断提高，对掘进机的工作能力要求也不断提高，但经过现场调研，发现当前掘进机在使用时常存在种种问题。目前，我国大多数煤矿仍然采用悬臂式掘进机在综掘巷道内进行生产工作，然而由于悬臂式掘进机的特殊结构，使得截割头部分的截齿易受到不同程度的磨损，严重影响了煤矿生产效率[1]。本文通过建立截割头的3D 模型与其载荷的数学模型，对截割头的截齿部分进行分析，并给出合理有效的优化方案，保证截割头的正常运行。

1 截割头和煤岩3D 模型的建立

悬臂式掘进机截割头的主要构件分为两部分，其中第一部分包括截割头体（本文研究的截割头体由圆柱段、圆锥段和球冠段三段构成）、截齿、齿座、齿套；第二部分包括螺旋叶片、喷嘴等。悬臂式掘进机截割头的主要结构参数包括：截线间距、螺旋头数、螺旋升角、叶片高度、叶片厚度、切削角、长度以及直径等。截割头的截齿由刀头和截齿体构成，并按三头螺旋的形式安装在截割头上，1—7 号截齿在圆柱段上，8—25 号截齿在圆锥段上，26—36 号截齿在球冠段上[2]。

本文建立截割头体3D 模型，首先利用计算机模拟、分析简化后的截割头结构模型，然后将刀头和截齿体看作刚性整体，不考虑刀头或截齿体的内部应力；由于截割头上的喷雾系统由喷嘴、水孔、冷却液等构成，该结构不影响各截齿与煤岩间的作用力和截割头整体的受力情况，因此可忽略其结构特征。……